Un nuovo tipo di cristalli "nanowire" che fonde materiali semiconduttori e metallici su scala atomica potrebbe gettare le basi per la futura elettronica dei semiconduttori. I ricercatori dell'Università di Copenaghen sono dietro la svolta, che ha un grande potenziale.

Lo sviluppo e la qualità di circuiti elettronici estremamente piccoli sono fondamentali per come e quanto bene funzioneranno i futuri computer e altri dispositivi elettronici. Il nuovo materiale, composto sia da un semiconduttore che da un metallo, ha una speciale proprietà superconduttiva a temperature molto basse e potrebbe svolgere un ruolo centrale nello sviluppo dell'elettronica futura.

"Il nostro nuovo materiale è nato come un ibrido tra un nanofilo semiconduttore e il suo contatto elettronico. Così abbiamo inventato un modo per realizzare una perfetta transizione tra il nanofilo e un superconduttore. Il superconduttore in questo caso è l'alluminio. C'è un grande potenziale in questo , " afferma il Professore Associato Thomas Sand Jespersen, che opera nel settore da più di 10 anni, da quando la ricerca sui cristalli di nanofili è esistita presso il Centro di nanoscienze presso l'Istituto Niels Bohr.

Nanowire e contatto formati allo stesso tempo

I nanofili sono fili di nanocristalli estremamente sottili utilizzati nello sviluppo di nuovi componenti elettronici, come i transistor e le celle solari. Parte della sfida nel lavorare con i nanofili è creare una buona transizione tra questi nanofili e un contatto elettrico con il mondo esterno. Fino ad ora, ricercatori, non solo al Niels Bohr Institute, ma da tutto il mondo, avere nanofili coltivati ​​e il contatto separatamente. Però, con il nuovo approccio, sia la qualità che la riproducibilità del contatto sono notevolmente migliorate.

"Gli atomi siedono in un reticolo perfettamente ordinato nel cristallo di nanofili, non solo nel semiconduttore e nel metallo, ma anche nel passaggio tra le due componenti molto diverse, che è di per sé significativo. Si potrebbe dire che è il limite ultimo di quanto si possa immaginare una transizione perfetta tra un cristallo di nanofili e un contatto. Naturalmente questo apre molte opportunità per realizzare nuovi tipi di componenti elettronici su scala nanometrica e, in particolare, questo significa che possiamo studiare le proprietà elettriche con una precisione molto maggiore rispetto a prima, " spiega l'assistente professore Peter Krogstrup, che ha lavorato duramente in laboratorio per sviluppare il contatto.

Chip con miliardi di ibridi di nanofili

Nella loro pubblicazione in Materiali della natura , il gruppo di ricerca ha dimostrato questo contatto perfetto e le sue proprietà e ha anche dimostrato di poter realizzare un chip con miliardi di ibridi di nanofili metallo-semiconduttore identici.

"Pensiamo che questo nuovo approccio potrebbe in definitiva costituire la base per la futura elettronica superconduttiva, ed è per questo che la ricerca sui nanofili è interessante per le più grandi aziende di elettronica, " afferma Thomas Sand Jespersen. Sia Peter Krogstrup che Thomas Sand Jespersen fanno parte del Centro per i dispositivi quantistici guidato dal professor Charles Marcus, e hanno una stretta collaborazione di ricerca con Microsoft. La ricerca è ulteriormente supportata dalla Fondazione Carlsberg e dalla Fondazione Lundbeck.